本书以地下采卤型盐腔二氧化碳地质封存条件评价分析为主线，主要介绍了盐腔储气库的三维地质建模、密封性分析及长期运行稳定性研究。通过三维地质建模与数值模拟相结合的方法，系统分析了盐腔地质环境、运行压力下盐腔围岩的变形特征、屈服破坏规律及密封失效机制，揭示了盐腔在高压与低压状态下的变形规律及气体渗流机制，并提出了合理的运行压力范围和优化建议，旨在为二氧化碳盐腔储气库建设提供理论依据与技术支撑。 本书特色在于将地质学、岩石力学与碳中和背景相结合，基于实际工程数据构建高精度模型，并针对我国层状盐岩的特点提出针对性解决方案，不仅可为我国盐穴储气库选址、设计与运营提供技术参考，还可服务于碳中和战略下的能源结构调整，可供油气工程、地质勘探、能源储存等领域的科研人员与工程技术人员参考，也可供高等学校地质工程、石油与天然气工程及相关专业师生参阅。

第1章 绪论 001 1.1 二氧化碳地质封存概念 002 1.2 国内外研究现状 003 1.2.1 盐腔储气库发展现状 003 1.2.2 三维地质建模研究现状 004 1.2.3 盐岩的力学特性研究现状 005 1.2.4 盐岩储气库稳定性评价研究现状 006 1.2.5 盐岩储气库围岩密封性研究现状 007 1.2.6 二氧化碳地质封存井筒气密性研究现状 008 1.3 二氧化碳盐腔地质封存前景与展望 009 参考文献 010 第2章 我国盐矿物理地质特征 014 2.1 盐岩的物理性质 015 2.1.1 低渗透性 015 2.1.2 溶解性 017 2.1.3 拉张性（含热应力） 020 2.1.4 剪切破坏性 021 2.1.5 蠕变性 022 2.1.6 损伤自愈合性 024 2.2 盐岩成因及沉积类型 025 2.2.1 盐岩成因 025 2.2.2 盐岩沉积类型 032 2.3 我国盐矿分布 033 2.3.1 东部海盐 033 2.3.2 西部湖盐 034 2.3.3 中部井矿盐 035 2.4 我国典型盐矿特征分析 035 2.4.1 江苏金坛盐矿 035 2.4.2 湖北云应盐矿 038 2.4.3 四川威西盐矿 041 2.4.4 陕北盐田 042 2.4.5 云南安宁盐矿 043 参考文献 046 第3章 盐岩储气库三维地质建模 048 3.1 建模思路与流程 049 3.1.1 数据准备 049 3.1.2 三维地质模型 051 3.2 三维构造建模 052 3.2.1 地层划分与对比 052 3.2.2 断层识别 059 3.2.3 构造建模 061 3.2.4 川南自贡实例区三维构造建模 064 3.3 三维岩相建模 076 3.3.1 岩性划分与识别 076 3.3.2 岩相建模 079 3.3.3 川南自贡实例区三维岩相建模 081 3.4 三维物性建模 083 3.4.1 物性解释 083 3.4.2 物性建模 086 3.4.3 川南自贡实例区三维物性建模 087 参考文献 088 第4章 盐腔腔体探测与建模 089 4.1 盐腔探测方法 090 4.1.1 声呐探测 090 4.1.2 三维地震勘探 092 4.1.3 可控源音频大地电磁法（CSAMT） 095 4.1.4 微动勘探法 097 4.2 盐腔三维建模 099 4.2.1 建模方法 100 4.2.2 盐腔三维建模的意义与挑战 100 4.2.3 川南自贡实例区盐腔三维建模 101 4.3 盐腔定性综合地质评价 103 4.3.1 稳定性评价 103 4.3.2 含盐地层建库地质评价 108 参考文献 112 第5章 盐岩储气库围岩稳定性分析 113 5.1 围岩应力分析数学模型 114 5.1.1 应力场方程 118 5.1.2 围岩渗流方程 119 5.1.3 围岩应力- 渗流耦合方程 119 5.2 盐岩本构关系 121 5.2.1 盐岩力学性质 121 5.2.2 盐岩变形特征 123 5.2.3 岩体扩容准则 125 5.2.4 盐岩蠕变模型 126 5.2.5 盐岩本构模型 128 5.3 储气库岩体力学性质分布 133 5.3.1 岩性分区 133 5.3.2 力学参数模型 135 5.3.3 岩体力学参数组装模型 139 5.4 盐岩储气库三维地质力学模型 143 5.4.1 岩体力学结构模型 143 5.4.2 有限元模型 146 5.4.3 边界条件 149 5.5 运行压力对围岩稳定性的影响 152 5.5.1 围岩损伤模型 152 5.5.2 地应力平衡后地质模块的应力分析 155 5.5.3 低压运行围岩变形特征 157 5.5.4 高压运行围岩变形特征 172 5.5.5 合理工作压力确定 181 5.6 断裂构造对围岩稳定性的影响 184 5.6.1 断裂表征模型 185 5.6.2 断裂密封性评价 187 5.6.3 不同工作压力下的断裂密封性变化 188 参考文献 194 第6章 盐岩储气库密封性分析 195 6.1 腔体密封性影响因素及预防措施 196 6.1.1 腔体密封性影响因素 196 6.1.2 密封影响因素评价及预防 198 6.2 围岩物理力学特征及渗透性能研究 199 6.2.1 盐层顶板岩芯Kaiser 效应地应力测算 199 6.2.2 盐层顶板岩芯基本物理力学性质 209 6.2.3 盐层顶板岩芯长期力学性能及渗透率测试 215 6.3 盐岩多尺度气体渗透特性与分子动力学研究 221 6.3.1 盐岩细观结构及渗透率测试 221 6.3.2 盐岩纳米管道气体分子动力学模拟研究 225 6.4 围岩流场分析表征模型 237 6.4.1 盐岩应力敏感性表征 237 6.4.2 盐岩蠕变损伤模型 239 6.5 围岩密封性分析 241 6.5.1 流场分区模型重建 241 6.5.2 围岩密封性模拟 243 6.6 井筒密封性分析 257 6.6.1 井筒界面损伤理论 257 6.6.2 井筒密封失效有限元模型 259 6.6.3 数值模型的验证模拟 262 6.6.4 井筒界面强度对密封性的影响 264 6.6.5 工作压力对密封性的影响 268 6.6.6 套管内压对密封性的影响 271 6.6.7 岩石蠕变和岩石类型对密封性的影响 273 6.6.8 流体黏度对密封性的影响 275 6.7 密封失效的防治方法 277 6.7.1 密封失效原因 277 6.7.2 防治方法 278 6.7.3 应用 278 参考文献 280 第7章 二氧化碳盐腔地质封存评价与利用 282 7.1 盐穴储气库封存二氧化碳原理 283 7.1.1 物理圈闭 284 7.1.2 化学圈闭 285 7.2 盐穴储气库运行方案设计 286 7.2.1 确定运行指标 287 7.2.2 储气库运行 289 7.2.3 运行压力校正 292 7.2.4 运行压力设计方法 295 7.3 盐穴储气库运行监测 298 7.3.1 形状监测 298 7.3.2 气体泄漏监测 300 7.3.3 地表沉降监测 301 7.3.4 川南自贡实例区分析 302 参考文献 304